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关于前端:Rust-Wasm-图片转-ASCII-艺术

jiezi

有一些暗藏在代码中的 ASCII 有意思的图片，如：

/*
                                 _
                              _ooOoo_
                             o8888888o
                             88"."88
                             (| -_- |)
                             O\  =  /O
                          ____/`---'\____
                        .'  \\|     |//  `.
                       /  \\|||  :  |||//  \
                      /  _||||| -:- |||||_  \
                      |   | \\\  -  /'| |   |
                      | \_|  `\`---'//  |_/ |
                      \  .-\__ `-. -'__/-.  /
                    ___`. .'/--.--\  `. .'___
                 .""'<  `.___\_<|>_/___.' _> \"".
                | | :  `- \`. ;`. _/; .'/ /  .' ; |    
                \  \ `-.   \_\_`. _.'_/_/  -' _.' /
  ================-.`___`-.__\ \___  /__.-'_.'_.-'================
                              `=--=-'                  

                   佛祖保佑    永无 BUG    永不宕机
*/

能够把一些有意思的图片转成 ASCII 艺术图，嵌到代码中，或者 log 中。

整体原理比较简单，这里用 Rust Wasm 实现一下。

1. 原理

先简略说一下原理。

  1. RGB 图片转成灰度图片。
  2. 筹备一些不同密度的 ASCII 字符。
  3. 遍历灰度图片像素，依据亮度值 替换相应的 ASCII 字符。

这里次要说一下灰度的处理过程。

1.1 灰度解决

灰度和彩色图片的区别就是 R=G=B。

对于灰度值的计算，有 3 种支流形式：

  • 最大值法：Max(R, G, B)。
  • 平均值法：(R + G + B) / 3。

  • 加权平均值法：

    • 0.2126 * R + 0.7152 * G + 0.0722 * B
    • 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B
    • Math.sqrt((0.299 * R) ** 2 + (0.587 * G) ** 2 + (0.114 * B) ** 2 )

成果如下图所示 (演示地址)：

这里在 Rust 中用的是加权平均值的第一种形式：

pub fn get_luminance(r: u8, g: u8, b: u8) -> f32 {let r = 0.2126 * (r as f32);
    let g = 0.7152 * (g as f32);
    let b = 0.0722 * (b as f32);
    r + g + b
}

2. Rust Image 的一些解决

这里列举一下一些留神点。

2.1 JS 到 Rust 的 File 传递

这里须要转成 Uint8Array 进行传递：

const file = e.target.files[0];
const reader = new FileReader();

reader.onloadend = (evt) => {
  try {const u8buffer = new Uint8Array(evt.target.result);
    const result = get_rust_image(u8buffer);
  } catch (error) {console.log({ error});
  }
};
file && reader.readAsArrayBuffer(file);

对应的 Rust 依照 Vec<u8> 解决 :

#[wasm_bindgen]
pub fn get_rust_image(raw: Vec<u8>) {...}

2.2 Rust 到 JS Vec<u8> 传递

Rust 局部只有传递 Vec<u8> 即可：

#[wasm_bindgen]
pub fn get_rust_image(raw: Vec<u8>)  -> Vec<u8> {...}

JS 生产时，依照 Uint8Array 解决即可：

// to Blob
const blob = new Blob([u8buffer.buffer]);
// to File
const file = new File([blob], 'image.unknown');
// to URL
const url = URL.createObjectURL(blob);

2.3 Rust Image Crate 输入图片数据

Image Crate 将图片加载完后，默认输入的 bytes 是一个解码后的原始数据，传递给 JS 后是无奈失常应用的，须要对原始数据进行编码后，输入才行。

// 给编码器一块内存空间，用来写入数据
let mut output_buffer = vec![];
// 创立一个编码器
let mut encoder = JpegEncoder::new_with_quality(&mut output_buffer, 100);

// 编码输入
encoder
    .encode(&img_raw, width, height, ColorType::L8)
    .unwrap();

// 间接把内存输入就行
output_buffer

3. 实现

这里做了两个版本。

3.1 简版实现

这个比较简单，就是去色，匹配，再连贯即可：

#[wasm_bindgen]
pub fn get_ascii_by_image(raw: Vec<u8>, scale: u32, reverse: bool) -> String {let img = load_from_memory(&raw).unwrap();
    let img = img
        .resize((img.width() * scale / 100) as u32,
            (img.height() * scale / 100) as u32,
            FilterType::Nearest,
        )
        .grayscale();
    let mut pallete = ['','.','\\','*','#','$','@'];
    let mut current_line = 0;
    let mut result = "".to_string();

    if reverse {pallete.reverse();
    }

    for (_, line, rgba) in img.pixels() {
        if current_line != line {result.push('\n');
            current_line = line;
        }

        let r = 0.2126 * (rgba.0[0] as f32);
        let g = 0.7152 * (rgba.0[0] as f32);
        let b = 0.0722 * (rgba.0[0] as f32);
        let gray = r + g + b;
        let caracter = ((gray / 255.0) * (pallete.len() - 1) as f32).round() as usize;

        result.push(pallete[caracter]);

        // 填充一下，有些扁
        if caracter < (pallete.len() - 2) {result.push('.');
        } else {result.push(' ');
        }
    }

    result
}

演示地址

执行工夫在 20ms 左右。

3.2 Tai 版

看到一个反对 ASCII 品种挺多的 Rust 我的项目 https://github.com/MustafaSal…，于是将这个我的项目的 IO 局部进行了批改，适配 WASM 进行了编译解决。

演示地址

这个耗时在 50ms 左右。

4. 装置 & 应用 

<script type="module">
  import initWasm, {
    get_gray_image,
    get_ascii_by_image,
    get_ascii_by_image_tai,
  } from "./pkg/rust_wasm_image_ascii.js";

  initWasm()
    .then(() => {});
</script>

能够间接应用仓库中 pkg/ 目录中的文件，也能够应用 upkg 的资源 https://unpkg.com/browse/rust…，也能够 npm install rust-wasm-image-ascii 应用。

接口形容参考这里：pkg/rust_wasm_image_ascii.d.ts

🌟 Github 代码地址：https://github.com/lecepin/rust-wasm-image-ascii

🌟 Github 原文地址

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